相信大家对这两兄弟都不陌生了，有线连接从很早以前就出现了，最早可追溯到1960年代，有线网络使用电缆进行连接。

　　而无线技术的发展，也已经有相当长的一段历史了，最早可追溯到1990年代。说到无线电，我们最先想到的就是与它相关的移动电子设备，例如：收音机、手机、便携式笔记本电脑等。对于无线技术，我们大家常常称它为「Wi-Fi」。

　　电缆通常使用铜线制成，铜缆更便宜，常用于短距离传输，同时因为它是使用电信号进行信息传播，这就从另一方面代表着它可能会受到外界电磁干扰的影响，所以，我们常见的网线多由多股线栏缠绕制成，后面的小节会讲到原因。

　　光纤通常使用玻璃作为传输介质，可用于较长距离信号传输，因其使用光信号，所以不易受外界信号干扰，但因为其材质的特殊，导致光纤的价格通常都比较昂贵。

　　无论是台式机，还是移动笔记本，或者是手机平板电脑，如果想要实现无线连接，就必须配备无线网卡，大部分情况下，台式机是没有无线网卡的，因此就需要单独购买无线网卡，可以直接通过USB连接以实现无线上网。

　　由于「以太网」构建简单、成本低、可扩展性强、与IP网能够很好地结合等特点，使它成为局域网网络构建中最常用的一种技术。对于「以太网协议」，则代表了接入以太网的节点设备都达成一致的一组规则。想要接入以太网，就必须按「合同」办事儿。

　　「以太网」由许多不同的部分所组成，其中一部分描述了线缆的类型以及不同线缆的传输速度；另一部分则描述了数据该怎么样进行格式化和发送的操作，这部分被称为「媒体访问控制」。

　　「以太网」这样来分层的根本原因，是为了兼容不同线缆以不同速度访问不同的设备，却依然能确保设备间的正常通信，毕竟我们没办法保证每台设备、线缆及其传输速度都相同，差异性是不可避免的问题！

　　举个例子：一个具有 1Gb网络带宽的本地主机，想要将数据发送到具有10Gb带宽的服务器上，这中间经历了哪些操作？

　　首先，本地主机根据「媒体访问控制」规则准备一条信息，接下来，再根据它一定要遵循的物理规则来发送信息；然后，信息通过物理线缆发送到了服务器这边，当服务器收到消息，它会对这段消息进行解码，并通过「媒体访问控制」，传递到服务器主机。

　　正是因为本地主机和服务器主机都遵循了以太网的协议规则，才可能正真的保证彼此间的通信不可能会出现问题，并最终将信息传递到目的地。即使双方使用不相同的线缆、带宽与设备， 该分层系统仍然畅通无阻 ！

　　以太网技术诞生以后，IEEE 组织制定了众多以太网不同的技术标准，每一个标准都会用一段代号来命名（就像007和9527一样）。以 802 开头的标准用于局域网技术。而以太网技术的代号是 802.3 ，再配合一到两个字母就组成了以太网不同的类型。

　　单独通过正式名称来记忆这些类型实属不易，因此 IEEE 组织还给我们准备了便于记忆的非正式名称。拿 10GBASE-T 来举例，里面的10G代表了其传输速度为「10G比特每秒」，「比特」是传输速率的单位，比特值越高，其传输速度也越快；BASE = Baseband(cables) 是基带的意思，代表它使用数字信号进行传输（另一种是模拟信号）；而后面的T，则代表了所使用的线缆类型，T=UTP也就是双绞线（另一种是LX光纤）。

　　我们已经知道了，电缆使用电信号来传输数据；而光纤使用光信号来传输数据；无论使用哪种信号，这里的数据指的都是我们熟知的「01代码」，接收器会对接收到的「01代码」进行相应解码，这是所谓的「编码方案」。

　　首先我们的角度来看一下电信号，想要发送电信号，就需要拥有电路，这在某种程度上预示着我们需要准备多根电线以传输数据，而我们最常见的线缆称为「非屏蔽双绞线」（UTP，也就是常见的网线），每对电线构成一个电路。

　　听名字我们也知道了，它是非屏蔽的线缆，也就意味着如果外界有电磁干扰，它就会受影响，在初中的时候我们就学习过了，电和磁铁是有一定关系的。

　　电流通过铜缆会产生磁场，同时也生成了电力。问题就出在这里，一对平行运行的电线会产生小的电磁场，如果一对铜线有电流经过，则必定会对其旁边的另一对电线的信号产生电磁干扰，我们称其为「串扰」。

　　为了解决「串扰」的问题，非屏蔽双绞线则将平行的两根铜缆绞在一起，这样一来，就有效地避免了电磁干扰，而这也是它名字的由来。

　　如果条件允许的话，你可以找到一条废弃的双绞线，将水晶头去掉，观察一下内部的线缆，就可以清晰地看到，线缆确实是绞在一起的。

　　我们可以看到多种不同类型的双绞线，有的中间有塑料芯，有的则是一根细线。通常，我们使用颜色对其进行编码，每对电线都是由纯色和条纹色组成的，观察图片就不难看出。例如蓝色和蓝白线缆绞在一起，而棕色和棕白线缆绞在一起。

　　通常，我们常见的网线都是由四对电线组成的，而在早期的标准中，其线缆并不一定是由四对组成的（例如：10BASE-T 和 100BASE-T 都是由两对绞线组成），但是如果想要让传输速度达到1Gbps或10Gbps，就必须使用全部四对电线才可以。

　　不同的以太网标准，需要使用不同的线缆，我们应该都听说过 「5类线类线」 这样的名称，其实这就是不同网线的专用术语，不同的类别对应了不同线缆的标准（例如：线缆的对数、线缆的粗细以及线缆的交合程度）。

　　不同类别的线缆会定义不同的名称，除了数字的不同，后面的英文字母也不同，比如：Cat5e，Cat6，Cat6a，数字越大，标准越新，意味着传输距离越远，速度越高！

　　举一个现实一些的案例，我们可以在 100Mbps 的网络上使用5类线；但如果你想让网速达到千兆，就至少需要使用 Cat5e 这样标准的线缆；而如果你想让网速达到万兆，那就需要使用 Cat6 也就是6类网线才能达到理论速度。

　　如果你的带宽达到了万兆，但你的线类线，那你的实际使用网速肯定达不到万兆，其原因是线缆没法支持那么快的速度！

　　所以，回家赶紧看看你家网络的带宽是多少，为什么理论速度达到了，可实际使用却达不到那么快的网速，原因可能就是因为你的线缆太老旧了，扔了换新的吧。

　　我们的线缆两端都会安装一个连接器，这个连接器的名字叫做「rj45连接器」，其实就是我们所说的水晶头，它们是接入到网卡与交换机端口的部分，该连接器有八个引脚，它们与电缆内部的八根铜线对齐，必须按正确的顺序与引脚对齐才能保证通信。

　　当我们将一台主机通过网线接入到交换机上，交换机非常聪明，在它这一端的水晶头接口处，它知道用第一对引脚来接收数据，用第二对引脚来传输数据。也正因为此，它的名字叫做交换机，交换的就是这个位置的信息。

　　因为现在我们现在应用的以太网标准基本都处于 100BASE-T 之上，所以我们可以不必担心直通电缆与交叉电缆的问题，不过我们还是应该记住它们两个之间的区别。

　　当我们的以太网标准达到 1000BASE-TX 时，情况发生了一些变化，此时，我们会利用所有的四对电线进行数据传输（较旧的标准只需要使用两对），这里有两种工作方式，分别是 1000BASE-T 和 1000BASE-TX。

　　光纤铜缆的替代品就是光纤，光纤使用的材质是「玻璃束」，使用这种材质，脉冲信号会从「玻璃束」的一端通过「玻璃束体」向另一端传递。回顾一下我们初中时做的物理实验，将一束光打到流动的弯曲水柱上，光会跟随水柱的方向进行传递，这里用的就是「光的全反射」原理。

　　光纤通常用在路由器和交换机之类的网络设备之间，也可能用在我们从未见过的服务器中。

　　全双工的意思就是，UTP非屏蔽双绞线的线缆需要同时发送和接受信息，如图所示，这需要两端的设备都支持同时发送和接受。

　　有时候，两端设备中的某一端可能并不支持同时发送和接受信息，因此，信息发送完毕后，需要等待一会，待收到对方回复信息后，才能再次发送信息，这种方式就是「半双工」。

　　因其双芯的特性，其中一个芯专用于发送，而另一个芯则用于接收，因此双芯光纤支持全双工模式的运行。

　　如果我们自行连接光纤，却不能正常使用时，可以尝试交换光纤方向，问题也许就可以解决。

　　企业网络通常使用双芯光纤，通常是使用在交换机、路由器和服务器之间。对于家庭中使用的光纤，网络服务提供商通常只会提供单核光纤。

　　接下来，我们来聊一下单模光纤与多模光纤，它们可能看起来很相似，但因为使用光的类型不同而产生了很大的差别。

　　单模光纤使用激光作为光源，这是其价格更高，但这中广可以传输更远的距离，很容易就可以达到2公里或更长的距离，服务提供商通常会在不同的建筑中使用单模光纤，以方便每栋用户流畅的访问Internet。

　　尽管光纤是由玻璃制成的，但它具有很强的柔韧性，即便对它进行一定程度的弯曲也不会造成它的损坏。光纤都具有最大弯曲半径（根据光纤的不同而不同），光纤缠绕的程度会导致不同程度的信号衰减（信号衰减或丢失的地方），如果你想知道你家的光纤最大的弯曲程度是多少，可以联系网络服务提供商。

　　光纤有非常多不同类型的连接器（接头），这里大家要知道，光纤不仅仅用于网络连接，它可能还会有一些其他用途。

　　例如：LC类型的接头就通常用与与交换机和路由器的连接，我们通常会在双核配置中看到它们；而SC类型的接头属于比较老旧的类型，它看起来更大，通常我们会在配线柜中看到它。

　　一些交换机会有一些看起来很空的特殊的接口，而一些交换机则完全由这些接口组成，这些接口都是用于安装收发器模块的，这些接口都可以用于不同目的，但通常情况下，他们都是用于很合匹配不同线缆的接头的，这些收发器接口支持不同的电缆类型，包括了单模和多模光纤。同时它们还支持不同的速度，例如1G或10G的速度；它们也支持不同的电缆长度，例如长40公里电缆的收发器比1公里的收法器要贵得多。

　　这些交换机准备这么多端口最终原因是为了方便我们搭配不同的收发器，以完成不同的业务场景。我们甚至可以为其安装上「rj45收发器」，以满足我想要安装双绞线的需求。

　　我们的另一种通信方法就是无线Wi-Fi通信，它不需要使用电缆连接，无线网络就像一个无线的交换机，可以让手机、笔记本之类的无线设备链接到接入点，但这个接入点是需要链接到有线网络的，此时，有线和无线设备可以在同一个网络当中使用。当然，并不是所有的设备都会连接到无线接入点的，例如我们不能把路由器或服务器连接到无线接入点。

　　Wi-Fi网络不适用 802.3 的以太网标准，它使用的是 802.11 的标准（802.11 标准描述了信息是如何使用无线电波来格式化和编码信息），虽然它们不是同一个以太网，但它们都是由 IEEE 制定，因此在数据格式化方面有很多相似之处。

　　2、以太网标准用于描述了物理连接线缆的类型以及如何格式化数据。3、UTP有四对双绞线，其中一些用于数据发送，另一些用于数据接收。

　　4、线缆可以以直通方式或交叉方式连接到交换机。5、现如今的大部分平台都支持 Auto MDI-X，可自动对线缆进行检测并做出调整。

　　6、双工设备可以同时发送和接受数据，半双工则需要收到响应后再发送数据。7、双芯光纤支持全双工，单芯光纤支持半双工。

　　9、若想要远距离连接，则需要支付更高的价格，选择单模光纤，同时需采用正确收发器。

　　2、使用哪种类型的UTP电缆将主机连接到交换机？那种类型的电缆可以将一个交换机连接到另一个交换机？

　　4、那种情况下需要使用光纤代替UTP？什么时候需要单模式光纤而不是多模光纤？5、什么是弯曲半径？使用哪种类型的电缆，需要特别注意弯曲半径？

　　让我们回到 「soho网络」 ，一起来看一个比较特殊的案例，我们用下图作为一个模拟的 「soho网络」。假如，我们想通过网络中的一台主机，将需要打印的文件信息传递给打印机，因为打印机已入网，所以我们可以实现这一功能，在这个网络中有多个节点存在，试问一下，我们的电脑主机如何才能知道将信息发送到什么位置呢？

　　虽然，我们可以将打印信息发送给网络中的所有节点，然后让节点去判断这个信息是否是发给自己的，但这样一来信息的安全性且不说，效率低下才是最致命的；试想一下，如果所有的设备同时发送信息，该怎么办？如果网络环境下有多台打印机，该怎么办？会出现什么状况？网络将变得一团糟！所以呢，我们需要一个解决方法。

　　其实，网络上的每台设备都有一个地址，这就类似于我们公司的、家庭的或亲朋好友的家庭住址，这个地址一定是唯一的，因此，我们邮寄包裹或网络购物可以找到准确的位置。

　　在同一个域中，每台设备都会有两个地址，分别是MAC地址和IP地址，这两个地址的使用方式不同，目前，我们先大概了解它们的特点与基本使用，后面的章节会做展开讲解。

　　MAC地址首先来看一下「MAC地址」，每台设备都至少拥有一个「MAC地址」，确切地说，应该是每一块网卡都拥有一个「MAC地址」，如果你的机器有多块网卡，那就会拥有多个「MAC地址」。网卡从被生产出来就会被烧录一个永久的「MAC地址」。

　　在同一网络中，当一台设备想要快速找到另一台设备，可以通过该地址来寻找，因为「MAC地址」的唯一性，我们可以轻松的找到目标设备，并将信息精确的发送给它。

　　IP地址除了「MAC地址」，每台设备同时拥有另一个地址，那就是「IP地址」，改地址并不是烙印在设备上的，而是需要网络管理员来给我们分配。相比较「MAC地址」又长又无规律的特点，「IP地址」显得相对容易记忆，大家可能会问，都已经有一个「MAC地址

　　这里我们要考虑一个问题，目前全球有60多亿人，如果每个人都拥有一台设备，那就说明我们拥有60亿个「MAC地址」，这是一个庞大的「MAC地址库」，在这样庞大的库中查找具体的某一个设备无异于大海捞针。所以「MAC地址」通常都用于局部网络中的设备查找，而「IP地址」因为由管理员分配，这意味着每个国家，每个地区，每个城市的「IP地址」都有具体分配的「IP地址段」，这就很方便我们查找了，当我们想要给一个异国他乡的亲友发送信息时，只需要先来确定它的「IP地址」所在地区，然后再具体查找它的设备，这将变得非常容易。

　　两个局域网连接举个例子，当一个公司的规模越来越大，分公司必然会出现，这种情况下会出现多个网络区域，此时我们应该将两个网络通过路由器连接在一起，这个路由器同时属于两个局域网LAN的一部分，它的工作就是将一个网段的信息传递到另一个网段。

　　我们看一下具体的工作流程，当一个网段中的电脑准备好了要传递给打印机打印信息，我们的电脑会在这段消息上追加一个「IP地址」，这个「IP地址」就是打印机的「IP地址」。同时，因为该打印机在另一段网络，所以，电脑又在该信息上追加了路由器的「MAC地址」，先找到路由器，路由器接到信息后把这个「MAC地址」更改成打印机的「MAC地址」，接着，就可以精确的将该信息传递给打印机。

　　2、MAC地址常用于一个局域网络。3、IP地址可以可以在本地的网段使用，一样能再其他网段使用。

　　北京威努特技术有限公司(简称:威努特)是国内工控安全行业领军者，是中国国有资本风险投资基金旗下企业。凭借卓越的技术创造新兴事物的能力成为全世界六家荣获国际自动化协会ISASecure 认证企业之一和首批国家级专精特新“小巨人”企业。

　　作为中国工控安全国家队，威努特积极推动产业集群建设构建生态圈发展，牵头和参与工控安全领域国家、行业标准制定和重大活动网络安全保障工作，始终以保护我国关键信息基础设施互联网空间安全为己任，致力成为建设网络强国的中坚力量!